第六章 通风与气流组织(wlf)第二节.ppt

第六章 通风与气流组织§6.2 室内空气分布的描述参数 气流组织：在一定的送回风形式下，建筑内部空间会形成某个具体的风速分布、温度分布、湿度分布、污染物浓度分布。 如何评价气流组织？ ① 描述送风有效性的参数：风能否到达，到达的新鲜度； ② 描述污染物排除有效性的参数：污染物到达程度，到达的时间； ③ 与热舒适有关的参数； ④ 若充分混合，用一个集总的参数对房间通风效果进行总体评价。 一、均匀混合气流组织的描述参数 充分混合：将房间内的通风看成一定数量的送风口对一个体积为V的空间送风，空间内有污染源、热源和湿源，同时，又存在一定数量的出风口将空气排出，所有送风口的送风量总和等于所有出风口的排风量总和，空间保持平衡。 多送风口、多回风口的房间也可等价成为单送风口和单回风口的房间。 送风口、出风口污染物浓度： 均以混合空气的浓度变化： 方程的解： ＊τ ∞，C2 ＊污染物浓度按照指数规律增加或减少，增减速率取决于Q/V值； ＊换气次数:n=Q/V (次/h)：衡量房间通风情况好坏的重要参数；估算房间通风量的依据。（查手册） ＊名义时间常数：τn=V/Q (s) 浓度达到C2所需的通风量： 当Qτ/V1时，exp(- Qτ/V)收敛，级数展开近似求解，取前两项得：非稳定状态下的全面通风换气量 实际气流的评价方法 实际的气流分布都不会是理想的气流形式，空间各处的参数是不均匀的，且受送回风形式（风口位置、类型和数量，风量）、送风参数、污染源的强度和位置影响，因此需要对实际气流分布好坏进行评价的方法 根据通风气流的目的，气流分布的评价分为三个方面 通风有效性 排污有效性 能量利用有效性与热舒适 二、通风有效性描述参数 空气龄 换气效率 可及性 1. 空气龄(Air Age) 最早于20世纪80年代由Sandberg提出。 定义：指送风到达房间某点的时间。 实际意义：旧空气被新空气代替的速度。 空气龄物理意义： 反映IAQ：在房间内污染源分布均匀且送风为全新风时，某点的空气龄越小，说明该点的空气越新鲜，空气品质就越好； 反映房间排污能力：评价空气龄越小的房间，排污能力越强； 所以，空气龄是衡量空调房间空气新鲜程度、换气能力的重要指标。 与空气龄相关的两个参数 残余时间(Residual lifetime)trl 空气从当前位置到离开房间的时间 驻留时间(Residence time )tr 空气离开房间时空气龄，即空气从进入房间到离开房间的时间。 空气龄、残余时间和驻留时间示意图 空气龄的频率分布函数和累积分布函数 从统计角度来看，房间中某一点的空气由不同的空气微团组成，这些微团的年龄各不相同。因此该点所有微团的空气年龄存在一个频率分布函数f(τ)和累计分布函数F(τ) 空气龄的概率分布f(τ)：年龄为τ的空气微团在某点空气中所占的比例。 空气龄的累计分布F(τ):年龄比τ短的空气微团所占的比例。 某点的空气龄tp指该点所有微团的的空气龄的平均值： 什么地方的空气必威体育精装版鲜？ 传统上：送风口的入口处。入口处空气龄为0，100%的新鲜空气，陈旧空气被新鲜空气取代的速率最快。 全程空气龄概念的提出：为了综合考虑回风、混风和管道内流动过程的整个通风系统的效果而引入。 全程空气龄：指空气微团自进入通风系统起经历的时间。 房间空气龄：房间入口处空气龄为0得到的空气龄。 什么地方的空气最陈旧？ 最陈旧的空气应该出现在气流的死角，此处空气龄最长，陈旧空气被新鲜空气取代的速率最慢。 几处典型的空气龄或时间 出口处的空气龄:出口这一点的空气龄 平均驻留时间:出口空气驻留时间的质量平均 房间平均空气龄:房间各点空气龄的体平均 体平均的空气龄越小，说明房间里的空气从整体上来看越新鲜。 理想活塞流通风下，驻留时间=房间的名义时间常数τr=τn=V/Q 空气龄可以用示踪气体方法测量 典型的气流分布形式 两种典型的理想气流分布是均匀混合和活塞流动 均匀混合：室内各种参数都完全一样（空间各处均存在理想的搅拌装置：搅拌但不带入热量等）。 活塞流动(单向流)：送入的空气完全占有原来空气的位置，二者不发生质量和能量交换。入口必威体育精装版鲜，出口最陈旧，平均空气龄=出口处的1/2。 非完全混合（实际情况）：入口处空气必威体育精装版鲜，出口处空气龄要高于房间平均空气龄，死角处最陈旧。 2. 换气效率(Air exchange efficiency) 对于理想“活塞流”的通风条件，房间的换气效率最高。此时，房间的平均空气龄最小，它和出口处的空气龄、房间的名义时间常数存在以下的关系 ： 换气效率的定义及含义 定义:实际通风条件下房间